本文關鍵詞：永磁同步電機速度自抗擾控制的研究

  更多相關文章： 永磁同步電機 DSP微處理器 自抗擾控制器 狀態(tài)觀測器 負載轉(zhuǎn)矩辨識

【摘要】：伺服電機作為主要的機電能量轉(zhuǎn)換設備,在機電控制系統(tǒng)當中得到了廣泛的應用,在以電機作為執(zhí)行元件的機電控制系統(tǒng)當中,電機的控制性能是影響整個電控系統(tǒng)性能的一個主要因素,但是電機在運行時,由于受到采樣誤差、計算量化誤差以及工作條件變化導致的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩波動等因素的影響,會使電機的控制性能變差,難以達到控制的要求。因此,本文以南京埃斯頓公司的EMJ-04APB22三相交流永磁同步電機為控制對象,針對電機工作條件變化對電機性能的影響,采用自抗擾控制算法實現(xiàn)永磁同步電機的控制,以此來提高永磁同步電機的控制性能。本文的主要工作內(nèi)容如下:(1)首先,針對永磁同步電機三相坐標系下模型難于求解的問題,通過坐標變換獲得兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型,并根據(jù)永磁同步電機在兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下的機械運動方程和自抗擾控制器的數(shù)學模型,詳細設計了永磁同步電機的自抗擾控制器;然后,根據(jù)永磁同步電機速度控制系統(tǒng)的組成,在Matlab/simulink環(huán)境下搭建了永磁同步電機的速度電流雙PI閉環(huán)控制和自抗擾控制的系統(tǒng)仿真模型;最后,通過對兩種仿真模型的仿真結(jié)果的對比分析,說明自抗擾控制對永磁同步電機速度控制系統(tǒng)具有良好的控制效果。(2)研究了自抗擾控制的辨識補償技術和狀態(tài)反饋觀測技術,提出了轉(zhuǎn)矩補償?shù)淖钥箶_控制策略,設計了永磁同步電機辨識補償自抗擾控制器和負載轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)觀測器,并將負載轉(zhuǎn)矩的觀測值引入到永磁同步電機辨識補償自抗擾控制器形成永磁同步電機負載轉(zhuǎn)矩補償?shù)淖钥箶_控制器。(3)根據(jù)永磁同步電機控制系統(tǒng)的組成,以DSP為核心從系統(tǒng)的硬件電路和軟件設計兩方面對實驗平臺進行了設計,并對所提控制策略進行了實驗研究與分析,進一步驗證了控制策略的有效性。
【關鍵詞】：永磁同步電機 DSP微處理器 自抗擾控制器 狀態(tài)觀測器 負載轉(zhuǎn)矩辨識
【學位授予單位】：陜西理工學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM341
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題研究的背景與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢11-13
• 1.3 永磁同步電機速度控制國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀13-17
• 1.4 本文研究的內(nèi)容17-18
• 第2章 永磁同步電機速度自抗擾控制系統(tǒng)的設計18-42
• 2.1 引言18
• 2.2 永磁同步電機的數(shù)學模型18-21
• 2.2.1 永磁同步電機在三相靜止坐標系下的數(shù)學模型18-20
• 2.2.2 PMSM坐標變換與兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型20-21
• 2.3 PMSM矢量控制策略分析與矢量控制速度電流PI雙閉環(huán)系統(tǒng)21-23
• 2.3.1 PMSM矢量控制策略分析21-22
• 2.3.2 永磁同步電機矢量控制速度電流PI雙閉環(huán)控制系統(tǒng)22-23
• 2.4 自抗擾控制技術及自抗擾控制器數(shù)學模型23-28
• 2.4.1 自抗擾控制技術24-25
• 2.4.2 自抗擾控制器的數(shù)學模型25-28
• 2.5 永磁同步電機自抗擾控制器的設計28-34
• 2.6 永磁同步電機自抗擾控制與PID控制的仿真對比分析34-41
• 2.6.1 永磁同步電機速度電流PI雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的仿真分析35-38
• 2.6.2 永磁同步電機自抗擾控制的仿真分析38-41
• 2.7 本章小結(jié)41-42
• 第3章 基于負載轉(zhuǎn)矩辨識補償?shù)淖钥箶_控制器的設計42-50
• 3.1 引言42
• 3.2 基于模型補償優(yōu)化的永磁同步電機自抗擾速度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)42-43
• 3.3 負載轉(zhuǎn)矩狀態(tài)觀測器的設計43-48
• 3.3.1 狀態(tài)觀測器的原理及設計43-44
• 3.3.2 永磁同步電機全階負載狀態(tài)觀測器設計44-46
• 3.3.3 永磁同步電機降階負載狀態(tài)觀測器設計46-48
• 3.4 負載轉(zhuǎn)矩辨識補償?shù)淖钥箶_控制器的設計48-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第4章 伺服控制系統(tǒng)的軟硬件設計50-62
• 4.1 永磁同步電機控制系統(tǒng)的硬件設計50-56
• 4.1.1 硬件結(jié)構(gòu)的總體設計50-51
• 4.1.2 系統(tǒng)電源的設計51-54
• 4.1.3 DSP的選型與系統(tǒng)設計54-55
• 4.1.4 檢測電路的設計55-56
• 4.2 永磁同步電機控制系統(tǒng)的軟件設計56-60
• 4.2.1 主程序的設計56-57
• 4.2.2 定時中斷服務子程序57-59
• 4.2.3 部中斷服務子程序59-60
• 4.3 本章小結(jié)60-62
• 第5章 系統(tǒng)的調(diào)試與實驗62-68
• 5.1 引言62
• 5.2 實驗與分析62-66
• 5.3 本章小結(jié)66-68
• 結(jié)論與展望68-70
• 結(jié)論68-69
• 展望69-70
• 參考文獻70-74
• 攻讀碩士學位期間的學術成果74-76
• 致謝76

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